Vplyv fekálnej mikrobiálnej transplantácie na navodenie remisie pri chemicky indukovanej kolitíde u potkana

Vplyv fekálnej mikrobiálnej transplantácie na navodenie remisie pri chemicky indukovanej kolitíde u potkana

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
97%
Prevedenie (dizajn)
97%
Diskusná interakcia
100%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Bc. Daniela Máčalová100%100%100%
RNDr. Petra Adamková100%100%-
Mrs. Malgorzata Ziarno100%100%-
Bc. Lucia Dianová100%100%-
Ing. Zuzana Brnoliaková PhD.80%80%100%
RNDr. Peter Ľuptáčik PhD.100%100%-
ISBN: ISBN 978-80-972360-7-6

Vplyv fekálnej mikrobiálnej transplantácie na navodenie remisie pri chemicky indukovanej kolitíde u potkana

Simona Petrovičová1 Petra Hradická1 Vlasta Demečková1 Petra Adamková1
1Ústav biologických a ekologických vied, Prírodovedecká fakulta, Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, Šrobárova 2, 041 54 Košice, Slovenská republika
simona.sima.petrovicova@gmail.com

Crohnova choroba a ulcerózna kolitída (UC) spadajúce k nešpecifickým zápalovým ochoreniam čriev (IBD) sú celoživotné chronické zápalové ochorenia tráviaceho traktu. Dysbióza v črevnom mikrobiálnom zložení sa môže podieľať na rôznych patológiách vrátane IBD. Ako sľubný terapeutický prístup na nastolenie bakteriálnej homeostázy sa preukázala fekálna mikrobiálna transplantácia (FMT), ktorá zabezpečuje prenos vopred vyšetrenej stolice od zdravých darcov do tráviaceho traktu pacientov za účelom remodelácie zloženia črevnej mikrobioty [1]. Našim cieľom bolo preskúmať účinok FMT na navodenie remisie počas akútnej zápalovej fázy pomocou experimentálneho modelu chemicky indukovanej kolitídy u samcov potkanov kmeňa Sprague-Dawley.
Potkany (n = 38) boli rozdelené do troch skupín: DSS – skupina s navodenou kolitídou (n=16); DSS+FMT – chorá skupina liečená podávaním FMT (n=16); INT – intaktná (zdravá) skupina (n=6). Na indukciu akútnej experimentálnej kolitídy bola zvieratám v kolitídových  skupinách podávaná deionizovaná voda s 5 % obsahom dextránsulfátu sodného (DSS) po dobu 7 dní. Zvieratá v skupine DSS+FMT boli následne liečené perorálnym podávaním ľudskej FMT (0,2 ml/raz denne/5 dní). V štúdii bol sledovaný celkový zdravotný stav zvierat počas celej experimentálnej doby. Na imunofenotypizáciu krvi a tkaniva hrubého čreva bol využitý prietokový cytometer BD FACSAriaII SORP (BD Biosciences, USA). Zároveň boli pravidelne odoberané fekálne vzorky na analýzu mikrobiálnej DNA pomocou NGS (Novogene, UK).
Terapia FMT bola schopná potlačiť kolitídu, zmierniť hnačky a krvácanie z konečníka. V krvi došlo k zvýšenej infiltrácii neutrofilov (P<0,01) a granulocytov (P<0,01) v oboch kolitídových skupinách. Na druhej strane bol vplyvom FMT pozorovaný pokles granulocytov (P<0,01), neutrofilov (P<0,05) a CD4+ (P<0,01) a CD8+ (P<0,05) subpopulácií T-buniek v intestinálnom mikroprostredí v porovnaní s DSS skupinou. Zároveň podávanie FMT viedlo k zvýšeniu zastúpenia rodov Bifidobacterium, Agathobacter, Barnesiella a naopak zníženiu abundancie Parasutterella a Bacteroides thetaiotaomicron. 
In vivo štúdia jednoznačne preukázala protektívny účinok FMT v znížení zápalovej odpovede v UC a taktiež pomohla zvrátiť DSS-indukovaný dysbiotický stav mikrobioty zvýšením zastúpenia prospešných rodov a znížením zastúpenia baktérií asociovaných s kolitídou. Nami získané výsledky podporujú, že FMT sama o sebe nemôže prevziať úlohu štandardnej liečby IBD, ale môže fungovať ako doplnková liečba a potlačiť zápal počas akútnej fázy kolitídy.

Poďakovanie: 

Práca bola podporená projektom APVV-16-0176. Experiment bol schválený Štátnou veterinárnou a potravinovou správou SR (č. schválenia: Ro-1222-3/2020-220).

Zdroje: 

[1] Rohlke, F. – Stollman, N. Fecal microbiota transplantation in relapsing Clostridium difficile infection. In Therapeutic advances in gastroenterology, 2012, vol. 5, no. 6, p. 403-420.

Diskusia

Dobry den, zaujimava praca, novatorsky koncept, blahozelam k vysledkom. Laicky ma zaujalo, ze na dany typ experimentov ste pouzili vopred vyšetrenu stolicu od zdravých darcov. Co si pod tymto mam predstavit: ake charakteristiky sa sleduju a vysetruju, aka ma byt kvalitativna hodnota pre pouzitie na FMT terapiu. Vy ste realizovali in vivo experiment, su vsak zname, z dostupnej literatury, aj prakticke skusenosti zo studii v klinickom vyskume? Ak ano, zhodnotte, prosim Vas, perspektivy pouzitia FMT v praxi. Vopred dakujem za odpovede, ZB

Dobrý deň, ďakujeme veľmi pekne za záujem aj za otázku. Darcom fekálneho transplantátu bol zdravý jedinec, ktorý nedostal za posledných šesť mesiacov žiadnu antibiotickú liečbu, nebral probiotiká, nedržal diétu a mal negatívnu rodinnú anamnézu na črevné poruchy. Pred odberom transplantátu donor podstúpil skríningové testy stolice a krvi podľa odporúčaní, napr. na prítomnosť C-reaktívneho proteínu, kalprotektínu, patogénnych mikroorganizmov a okultnej krvi (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0929664618305552). Ide skôr o potvrdenie jeho zdravotného stavu. Zatiaľ sa v rámci skríningového testovania nerieši presný pomer a zastúpenie prospešných druhov, čiže v podstate každý zdravý človek by mohol spĺňať tieto kritériá. Doposiaľ sa táto terapia bežne používala u pacientov s klostrídiovými infekciami, ale stále viac klinických štúdií ukazuje, že táto terapia predstavuje sľubný prostriedok na navodenie remisie u pacientov s ulceróznou kolitídou. V rámci 5 randomizovaných klinických kontrolných štúdii bola celková miera klinickej remisie 87,1 % pri podaní FMT v porovnaní s 66,7 % pre placebo. Okrem toho má FMT klinické využitie aj pre ďalšie stavy s predpokladanou črevnou dysbiózou, ako je syndróm dráždivého čreva, neriešiteľná zápcha alebo intestinálna imunodeficiencia u človeka. Navyše môžeme povedať, že FMT sa javí ako bezpečná metóda s minimom nežiaducich účinkov pri zachovaní striktných kritérií vyšetrenia darcu.

Simona Petrovičová

Dakujem za odpoved, za cenne informacie a doplnenia, pomaha to skladat si plasticky obraz o tomto novatorskom pristupe. Vsetko dobre, vela sil do dalsej prace, ZB

Ďakujem veľmi pekne.

Dobrý deň, veľmi sa mi páči Váš príspevok. Naozaj zaujímavé výsledky. Mám celkom laickú otázku. Podľa mňa môžu byť výsledky pokusu ovplyvnené tým, že pri liečbe ste podávali potkanom, s potkaním mikrobiómom čriev, ľudské fekálne baktérie. Predpokladám, že ľudský pacient, s odlišným ľudským mikrobiómom, môže na rovnaký postup reagovať odlišne ako potkan. Je to dosť zásadný metodický problém, preto som si istý, že to máte v pokuse vyriešené. Akým spôsobom teda zabezpečujete, že reakcia črevnej mikroflóry potkanov sa podobá reakcii v ľudskom čreve?

A ešte jedna otázka. Na základe čoho ste stanovili veľkosť liečebnej dávky FMT (0,2 ml/raz denne/5 dní)? Plánujete pokračovať v experimente a meniť tento parameter?
Ďakujem vopred za odpovede. Želám veľa úspechov do budúcna, Peter Ľuptáčik

Dobrý deň prajem a ďakujem veľmi pekne za otázky.

Potkan ako experimentálny model bol vybraný na základe toto, že mnoho štúdií potvrdilo, že potkany predstavujú vhodnejší model pre ulceróznu kolitídu ako myší, tým že lepšie odrážajú profil ľudskej mikrobioty. Ďalej sa ukázalo, že potkany zachytávajú mikrobióm ľudskej stolice efektívnejšie ako myš. Ide o predklinickú štúdiu, kde sme tento pozitívny účinok overili a dokázali len na animálnom modeli. Jedná sa o štandardný model s potenciálom ho využiť v ľudských klinických štúdiách, a preto samozrejme si to vyžaduje posunúť naše výsledky na ďalšiu úroveň, t.j. na tu klinickú. Na druhej strane na základe všetkých znalostí a vedomostí o tomto modeli boli aj naše výsledky popísané s uvedomovaním si možných podobnosti resp. odlišnosti medzi týmto modelom a človekom.

Táto dávka bola overovaná v pilotnej štúdií, kde boli testované rôzne formy podávania transplantátu. Ukázalo sa, že tento postup bol najvhodnejší, pričom vyššie dávky už aj z dôvodu gastrointestinálneho traktu potkana nie sú možné. Na druhej strane sme zvažovali aj centrifugáciu FMT priamo pred jej podávaním, čím by sme dokázali FMT zahustiť a zvýšiť koncentráciu, ale z dôvodu straty ďalších viabilných bakteriálnych druhov ďalšou manipuláciou (predovšetkým anaeróbnych), sme uprednostnili tento postup, ktorý sa osvedčil. S pozdravom, Simona Petrovičová.